1. 引言
在实际生产环境中，我们经常需要定时执行一些任务，比如清理日志、备份数据、生成报表等。Kubernetes 提供了对定时任务（CronJob）的原生支持，让我们可以轻松地在集群中部署和管理这些周期性任务。
本文将介绍 Kubernetes 中 CronJob 的使用方式，包括定义、调度语法、管理命令以及时区设置等。
2. 什么是 CronJob？
CronJob 是指在指定时间周期性执行的任务。在类 Unix 系统中，这种机制通常通过 cron 工具实现。
Kubernetes 从 v1.21 开始，正式支持 CronJob 资源类型。我们可以使用标准的 cron 表达式来定义任务执行的频率，比如：
- 每天晚上 10:00 执行
- 每月第一天早上 6:00 执行
- 每周二早上 7:00 执行
- 每天 8:00 和 18:00 各执行一次
典型的使用场景包括：
- 清理磁盘空间
- 备份文件或目录
- 生成监控指标或报表
3. 在 Kubernetes 中定义 CronJob
3.1. 定义格式
CronJob 的定义方式与 Deployment、DaemonSet 等资源类似，都是通过 YAML 文件来描述。以下是一个完整的 CronJob 示例：
apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
name: cleanup-job
spec:
schedule: "0 2 * * *"
concurrencyPolicy: Allow
suspend: false
successfulJobsHistoryLimit: 10
failedJobsHistoryLimit: 3
startingDeadlineSeconds: 60
jobTemplate:
spec:
template:
spec:
containers:
- name: cleanup-job
image: busybox:1.28
imagePullPolicy: IfNotPresent
command:
- /bin/rm
- -f
- /tmp/*
restartPolicy: OnFailure
这段配置定义了一个每天凌晨 2 点执行的任务，用于清理 /tmp/ 目录下的文件。
说明一下几个关键字段：
| 字段 | 说明 |
|---|---|
schedule |
✅ 必填字段，定义任务执行时间，使用标准 cron 表达式 |
concurrencyPolicy |
可选，控制并发策略，支持：Allow（允许多个同时运行）、Forbid（禁止并发）、Replace（新任务替换旧任务） |
suspend |
可选，默认 false，设为 true 时暂停任务 |
successfulJobsHistoryLimit |
可选，默认 3，保留多少个成功任务的历史记录 |
failedJobsHistoryLimit |
可选，默认 1，保留多少个失败任务的历史记录 |
startingDeadlineSeconds |
可选，默认不限制，任务错过调度时间后多久仍允许执行 |
⚠️ 注意：jobTemplate 的结构与 Job、Deployment 非常相似，本质上就是 Job 的模板。
3.2. 管理 CronJob
假设我们将上面的配置保存为 cronjob.yaml，可以通过以下命令进行管理：
# 创建 CronJob
kubectl create -f cronjob.yaml
# 查看当前所有 CronJob
kubectl get cronjob
NAME SCHEDULE SUSPEND ACTIVE LAST SCHEDULE AGE
cleanup-job 0 2 * * * False 0 15s 32s
# 查看 CronJob 详细信息
kubectl describe cronjob cleanup-job
# 删除 CronJob
kubectl delete cronjob cleanup-job
输出信息中会显示最后一次执行时间、任务历史、以及是否正在运行等信息。
3.3. Cron 表达式语法
Cron 表达式由 5 个字段组成，顺序如下：
分钟 小时 日 月 星期几
每个字段可以是数字、星号（*）或特殊符号（如 /, ,, -）。以下是一些常用示例：
| 表达式 | 含义 |
|---|---|
0 8 * * * |
每天早上 8:00 执行 |
0 17 * * 2 |
每周二下午 5:00 执行 |
30 0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22 15 * * |
每月 15 号每隔两小时 30 分执行 |
30 0-23/2 15 * * |
✅ 更简洁的写法，效果同上 |
3.4. 特殊表达式
除了标准格式，Kubernetes 也支持一些简写形式：
| 表达式 | 含义 |
|---|---|
@yearly / @annually |
每年 1 月 1 日午夜执行 |
@monthly |
每月 1 日午夜执行 |
@weekly |
每周日午夜执行 |
@daily / @midnight |
每天午夜执行 |
@hourly |
每小时开始时执行 |
3.5. 时区设置
默认情况下，Kubernetes CronJob 使用的是 kube-controller-manager 所在节点的系统时区。
从 Kubernetes v1.24 开始，可以显式指定时区：
spec:
schedule: "0 2 * * *"
timeZone: "GMT"
✅ 时区可以是任何有效的 IANA 时区数据库 名称，比如：
- Asia/Shanghai
- America/New_York
- Europe/London
⚠️ 注意：该功能目前仍处于实验阶段，需要启用 CronJobTimeZone 特性开关才能使用。
4. 小结
✅ CronJob 是 Kubernetes 中周期性执行任务的标准方式。
本文我们介绍了：
- 如何定义 CronJob（使用 YAML）
- 如何管理 CronJob 生命周期（kubectl 命令）
- 如何使用 cron 表达式定义任务调度频率
- 如何设置时区（v1.24+）
如果你正在寻找一个在 Kubernetes 上运行定时任务的方案，CronJob 是一个非常合适的选择。合理使用并发策略和历史记录限制，可以避免资源浪费和任务堆积。